LU88394A1 - Coupleur magnétique à hystérésis - Google Patents

Description

COUPLEUR MAGNETIQUE A HYSTERESIS

La présente invention concerne un coupleur magnétique à hystérésis. Un tel coupleur comprend notamment un rotor supportant un matériau ferromagnétique à hystérésis et un inducteur magnétique rotatif qui induit dans le matériau ferromagnétique à hystérésis dudit rotor un champ magnétique. Ledit inducteur magnétique et ledit matériau ferromagnétique à hystérésis sont agencés avec un entrefer entre les deux, de façon à permettre une rotation relative de l'un par rapport à l'autre et leur vitesse de glissement varie entre une valeur minimale VI et une valeur maximale V2.

Il est rappelé que dans un coupleur magnétique à hystérésis le couplage entre 1'inducteur et 1'induit magnétiques a lieu par aimantation et désaimantation . du matériau ferromagnétique à hystérésis en rotation relative par rapport au champ magnétique.

Il est connu d'utiliser des coupleurs magnétiques à hystérésis pour transmettre un couple d'un arbre d'entrée du coupleur vers un arbre de sortie du coupleur dans le cas où il y a d'importants écarts entre la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée et la vitesse de rotation de l'arbre de sortie du coupleur. Une application typique de ces coupleurs magnétiques à hystérésis se trouve dans un dispositif enrouleur-dérouleur, délivrant un couple d'enroulement et un couple de freinage lors du déroulement. Dans un tel dispositif, l'arbre d'entrée du coupleur est accouplé à un moteur d'entraînement qui a une vitesse de rotation quasi constante. L'arbre de sortie du coupleur est accouplé à un tambour enrouleur-dérouleur. La vitesse de rotation du tambour enrouleur-dérouleur varie de sens en passant par zéro, tandis que la vitesse de rotation du moteur est sensiblement constante. Si le module de la vitesse de rotation maximale de 1'arbre de sortie du coupleur représente 50% du module de la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée du coupleur, aussi bien pendant l'opération de déroulement que pendant l'opération d'enroulement, la vitesse de glissement entre l'inducteur et l'induit magnétiques du coupleur augmente de 200% entre l'opération d'enroulement et l'opération de déroulement. En effet, pendant l'opération d'enroulement l'arbre de sortie du coupleur tourne dans le même sens que son arbre d'entrée, tandis que pendant l'opération de déroulement l'arbre de sortie du coupleur tourne dans le sens inverse de son arbre d'entrée.

Dans un coupleur magnétique à hystérésis classique, le couple transmis augmente avec la vitesse de glissement entre l'inducteur et l'induit magnétiques. Ce phénomène est dû au fait que le champ magnétique en rotation par rapport à l'induit magnétique génère dans ce dernier des courants de Foucault qui augmentent le couplage entre 1'inducteur, et l'induit magnétiques. De la demande de brevet DE-21 39 009 il est connu d'amplifier ce phénomène en munissant l'induit magnétique d'un élément très bon conducteur d'électricité, qui est appliqué sur le matériau ferromagnétique du rotor. On obtient ainsi un coupleur magnétique à hystérésis dont le couple transmis augmente fortement lorsque la vitesse de glissement entre 1'induit et 1'inducteur magnétiques augmente.

Le fascicule de brevet européen EP-0 269 535 B1 propose un coupleur magnétique à hystérésis dont le couple transmis n ' augmente que légèrement avec la vitesse de glissement entre 1'induit et 1'inducteur magnétique. Dans ce coupleur on utilise pour l'inducteur magnétique un matériau ferromagnétique à hystérésis pas ou peu conducteur d'électricité, entraînant une diminution ou absence totale de courants de Foucault dans le matériau ferromagnétique à hystérésis. Ce dernier est plus précisément une pâte composite moulée, comprenant un matrice sur base d'une résine dans laquelle sont distribuées des particules d'un matériau ferromagnétique à hystérésis. La température de travail de ce matériau composite doit être limitée à 100°C afin d'éviter sa désagrégation.

Or pour certaines applications il est recommandé d'avoir une "caractéristique négative" du coupleur, c'est-à-dire une diminution du couple transmis lorsque la vitesse de glissement augmente; ce qui est a priori contraire à la caractéristique connue des coupleurs magnétiques à hystérésis.

La présente invention a pour objet de proposer un coupleur pour lequel le couple transmis diminue réversiblement lorsque la vitesse de glissement augmente.

Cet objectif est atteint par un coupleur magnétique à hystérésis tel que défini dans le préambule, caractérisé en ce que le coupleur est dimensionné de façon qu'une augmentation des pertes dans le matériau ferromagnétique, qui accompagne un passage de la vitesse de glissement minimale (VI) à la vitesse de glissement maximale (V2) , entraîne une augmentation réversible de la température du matériau ferromagnétique à hystérésis, cette augmentation réversible de température du matériau ferromagnétique à hystérésis étant choisie de façon à produire la diminution souhaitée du couple transmis.

Le principal avantage de 1’invention est qu'elle permet d'utiliser des coupleurs magnétiques à hystérésis, qui sont des coupleurs robustes, fiables et relativement bon marché, dans des applications dans lesquelles il est recommandé d'avoir une "caractéristique négative" du coupleur, c'est-à-dire une diminution du couple transmis lorsque la vitesse de glissement augmente. En effet, le dimensionnement proposé ne permet non seulement de compenser l'influence de courants de Foucault éventuels sur le couplage entre ledit inducteur magnétique rotatif et ledit rotor supportant le matériau ferromagnétique à hystérésis, mais il permet de plus d'avoir une diminution réversible du couple transmis lorsque la vitesse de glissement entre le rotor et l'inducteur magnétique augmente. Une telle "caractéristique négative" pouvait jusqu'à présent uniquement être obtenue avec des coupleurs électromagnétiques munis de systèmes de régulation du courant d'alimentation, qui sont à la fois compliqués et chers.

Pour réaliser une caractéristique négative du coupleur, la présente invention exploite de façon ingénieuse une propriété connue de matériaux ferromagnétiques à hystérésis. Il s'agit de la diminution de leur aimantation dans un champ magnétique, lorsque leur température augmente. Plus on se rapproche du point de Curie du matériau ferromagnétique utilisé, plus ce phénomène devient important. Or, le couple transmis est grossièrement proportionnel au cube de 1'aimantation du matériau ferromagnétique à hystérésis dans le champs magnétique de l'inducteur. Il s'ensuit que certains matériaux ferromagnétiques présentent une plage de température exploitable en pratique, dans laquelle une augmentation de température du matériau ferromagnétique à hystérésis produit une diminution importante du couple transmis. Cette diminution du couple transmis est réversible, c'est-à-dire qu'un abaissement de la température provoque de nouveau une augmentation du couple transmis. Reste à remarquer que le matériau ferromagnétique employé doit bien entendu avoir une température maximale d'utilisation supérieure à la température de travail nécessaire pour atteindre la diminution souhaitée du couple transmis. Ceci n'est pas nécessairement le cas pour tous les matériaux ferromagnétiques utilisés actuellement dans les coupleurs magnétiques à hystérésis.

Il est aussi connu que l'énergie dissipée dans le matériau ferromagnétique à hystérésis est sensiblement proportionnelle à la fréquence avec laquelle le champ magnétique varie de polarité. En d'autres termes la température du matériau ferromagnétique à hystérésis est sensiblement proportionnelle à la vitesse de glissement entre l'inducteur magnétique et le matériau ferromagnétique à hystérésis. La température de travail du matériau ferromagnétique à hystérésis augmente dès lors d'une température ti à une température t2, si la vitesse de glissement augmente de VI à V2.

Le positionnement exact des températures de travail tl et t2 dans ladite plage de température du matériau ferromagnétique à hystérésis en fonction de la diminution du couple qu'on veut obtenir, peut être réalisé en jouant sur un nombre important de paramètres tels que par exemple la géométrie et les dimensions du matériau ferromagnétique, l'intensité de son refroidissement, l'intensité du champ magnétique, le nombre d'inversions polaires du champ magnétique autour de l'inducteur magnétique, 1'épaisseur .de l'entrefer, etc. Le résultat obtenu en faisant varier les différents paramètres est soit contrôlé expérimentalement, soit à l'aide d'un modèle mathématique du coupleur sur ordinateur. Il importe naturellement de dimensionner le coupleur de façon qu'il puisse subir sans dommages lesdites variations de températures. De plus, son inertie thermique doit être de préférence aussi faible que possible; aussi bien en ce qui concerne le réchauffement, que le refroidissement du matériau ferromagnétique à hystérésis.

Ledit matériau ferromagnétique est de préférence un matériau à résistivité élevée. De cette façon les courants de Foucault qui sont générés dans le matériau ferromagnétique sont de faible intensité. Il en résulte qu'il ne faut compenser qu'une très faible augmentation du couple transmis lors d'une augmentation de la vitesse de glissement. Il suffit dès lors d'une élévation de température plus faible au niveau du matériau ferromagnétique pour obtenir la diminution souhaitée du couple transmis.

D’excellents résultats ont été obtenus en prenant comme matériau ferromagnétique un matériau fritté qui est constitué sur base de poudres métalliques isolées électriquement. Ces matériaux frittés ont actuellement de meilleures qualités magnétiques et une température d'utilisation plus élevée que les matériaux composites comprenant des particules ferromagnétiques noyées dans une résine.

Le concept inventif de la présente invention est applicable à un coupleur magnétique à hystérésis muni aussi bien d'un entrefer radial, que d'un entrefer axial entre ledit inducteur magnétique rotatif et ledit matériau ferromagnétique à hystérésis. En pratique, il s'est cependant avéré qu'un coupleur à entrefer radial a de nombreux avantages sur un coupleur à entrefer axial. Dans ce contexte il importe aussi de relever que des coupleurs magnétiques à hystérésis avec entrefer radial ne sent guère connus dans l'état de la technique. L'homme de l'art appréciera par conséquent que la présente invention ajoute de précieux enseignements techniques à leur sujet à l'état de la technique.

Le coupleur à entrefer radial proposé comprend avantageusement un inducteur magnétique constitué de plusieurs roues assemblées sur un arbre, chacune de ces roues supportant sur une couronne radiale périphérique plusieurs aimants permanents. Cette exécution permet, entre autres, un dimensionnement aisé du coupleur en variant le nombre de roues inductrices utilisées.

Le matériau ferromagnétique à hystérésis du rotor est alors avantageusement réparti sur plusieurs anneaux qui sont séparés axialement les uns des autres. Chacun de ces anneaux entoure une desdites roues en définissant un entrefer radial avec cette dernière. Cette exécution permet, grâce à la faible masse des anneaux individuels isolés les uns des autres, de mieux contrôler la variation de température que subit le matériau ferromagnétique et de diminuer son inertie thermique, d'autant plus si le rotor supportant ces anneaux comprend des ailettes de refroidissement longitudinales qui assurent un refroidissement optimal.

L'agencement axial entre une, plusieurs ou l'ensemble desdites roues et leurs anneaux correspondants est de préférence ajustable, de sorte à pouvoir varier le recouvrement radial entre ces roues et leurs anneaux. Cette caractéristique permet de finement ajuster le couple transmis.

De préférence chacune desdites roues de l'inducteur magnétique supporte un nombre élevé de petits aimants ayant une surface polaire de l'ordre de quelques dizaines millimètres carrés seulement. Il en résulte qu'on peut finement optimiser le champ magnétique en fonction des critères de dimensionnement retenus pour le coupleur.

Il sera noté que le coupleur est avantageusement dimensionné de façon qu'un échauffement de ses aimants permanents en régime de fonctionnement continu s'accompagne par un échauffement parallèle des roues supportant ces aimants permanents, de sorte que l'augmentation du diamètre des roues qui en résulte compense automatiquement, par une réduction de l'entrefer radial, une diminution du champ magnétique résultant d'un échauffement desdits aimants permanents. Il en résulte qu'un échauffement du coupleur lors d'un fonctionnement continu n'affecte pas ou seulement faiblement la valeur du couple transmis.

Pour éviter qu'une dilatation thermique des anneaux en matériau ferromagnétique à hystérésis ne provoque une diminution supplémentaire du couple transmis, ces anneaux sont avantageusement divisés en segments annulaires, qui sont séparés circonférenciellement par des fentes permettant leur libre dilatation thermique sans variation notable de leur diamètre intérieur. Il sera cependant noté que dans certains cas d'application, il peut cependant être avantageux de tolérer une dilatation thermique du matériau ferromagnétique à hystérésis en direction radiale, lors d'un échauffement de ce dernier. Cette dilatation provoque alors une augmentation de l'entrefer radial, ce qui entraîne une diminution supplémentaire du couple transmis, lors d'une augmentation de la vitesse de glissement.

La présente invention propose aussi un dispositif enrouleur-dérouleur comprenant un moteur d'entraînement et un tambour enrouleur-dérouleur. Ce dispositif est alors caractérisé par un coupleur magnétique à hystérésis selon l'invention. L'inducteur magnétique de ce coupleur est accouplé au tambour enrouleur-dérouleur et le rotor supportant le matériau ferromagnétique à hystérésis est accouplé au moteur d'entraînement. Ce dispositif se distingue avantageusement par le fait que le couple d'enroulement est plus élevé que le couple de freinage développé lors du déroulement. L'accouplement du moteur d'entraînement au rotor supportant le matériau ferromagnétique à hystérésis assure, par une vitesse de rotation élevée et quasi constante, un refroidissement optimal du matériau ferromagnétique à hystérésis.

Ce dispositif enrouleur- dérouleur est avantageusement muni d'un réducteur de vitesse connecté entre ledit rotor et ledit tambour enrouleur-dérouleur. Le but de ce réducteur est de diminuer aussi bien la vitesse de glissement maximale lors de l'opération de déroulement, que la variation de la vitesse de glissement entre l'opération d'enroulement et l'opération de déroulement. Il sera apprécié qu'avec un coupleur selon la présente invention, le rapport de réduction de ce réducteur peut être diminué, vu qu'une augmentation de la vitesse de glissement n'entraîne plus nécessairement une augmentation du couple transmis. De plus, il sera montré qu'une influence du rendement du réducteur de vitesse sur la caractéristique du dispositif enrouleur-dérouleur est compensée par la caractéristique négative du coupleur.

Reste à noter que l'utilisation d'un coupleur selon l'invention n'est cependant pas limitée à un dispositif enrouleur-dérouleur. Ses propriétés, notamment sa "caractéristique négative" seront appréciées dans de nombreuses autres utilisations.

D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention résulteront de la description détaillée d'un exemple d'application et de modes d'exécution préférés, donnés ci-après à titre d'exemples, en se basant sur les figures en annexe, dans lesquelles : - la Figure 1 représente schématiquement un dispositif enrouleur-dérouleur d'un câble d'alimentation électrique équipant une grue portique ; - la Figure 2 représente dans un diagramme, pour un coupleur magnétique à hystérésis selon l'état de la technique, la dépendance entre la vitesse de glissement et le couple transmis ; - la Figure 3 représente, dans un diagramme analogue à la Figure 2, la dépendance entre la vitesse de glissement et le couple transmis pour un coupleur magnétique à hystérésis selon l'invention ; - la Figure 4 représente dans une coupe longitudinale une exécution préférentielle d'un coupleur magnétique à hystérésis selon l'invention ; - la Figure 5 représente une coupe transversale à travers le même coupleur que celui de la Figure 4 ; - la Figure 6 représente un détail du coupleur de la Figure 4 ; - la Figure 7 représente un autre détail de la Figure 4 - la Figure 8 représente un détail d'une variante d'exécution du coupleur de la Figure 4; la Figure 9 représente dans un diagramme la dépendance entre le couple transmis et la température du matériau ferromagnétique à hystérésis ; la Figure 10 représente, dans une coupe longitudinale, une deuxième exécution du coupleur magnétique à hystérésis selon l'invention.

Pour fixer les idées et pour faciliter la compréhension de la présente invention on décrira d'abord, à titre d'illustration, un exemple d'application typique d'un coupleur selon l'invention. La Figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif enrouleur-dérouleur 10 équipant une grue portique 12. La fonction de ce dispositif enrouleur-dérouleur 10 est d'enrouler, respectivement de dérouler, un câble d'alimentation électrique 14 lors du déplacement de la grue portique sur un chemin de roulement entre deux positions d'extrémités opposées. Une extrémité du câble 14 est attachée au sol en un point fixe 16, le plus souvent en position médiane entre les deux positions d'extrémités. L'autre extrémité du câble 14 est enroulée sur un tambour enrouleur-dérouleur 18, solidaire de la grue portique déplaçable 12. La référence 20 représente un canal au niveau du sol dans lequel le câble 14 est déposé lors de son déroulement. Le dispositif enrouleur-dérouleur 10 comprend, en dehors du tambour enrouleur-dérouleur 18, un moteur d'entraînement 22, un coupleur à hystérésis magnétique 24 et, le plus souvent, un réducteur de vitesse 25. Le moteur 22, le plus souvent un moteur triphasé asynchrone tournant par exemple à une vitesse de 1440 tpm, est accouplé à un arbre d'entrée 26 du coupleur magnétique à hystérésis 24. Un arbre de sortie 28 de ce dernier est accouplé via le réducteur de vitesse 25 au tambour enrouleur-dérouleur 18.

Lors de 1 ' avancement de la grue portique 12 de sa position médiane en direction d'une de ses deux positions d'extrémités, le câble 14 est déroulé par le tambour enrouleur-dérouleur 18 pour être déposé dans le canal 20. Le dispositif enrouleur-dérouleur 10 doit produire un couple de freinage qui maintient le câble 14 sous tension lors de son déroulement. On notera que les sens de rotation du tambour enrouleur-dérouleur 18 et du moteur 22 sont opposés lors de l'opération de déroulement.

Lors du retour de la grue portique 12 en direction de sa position médiane, le câble 14 est enroulé sur le tambour enrouleur-dérouleur 18. Le dispositif enrouleur-dérouleur 10 doit maintenant produire un couple de travail suffisant pour sortir le câble 14 de son canal, pour le soulever et pour 1'enrouler sur le tambour enrouleur-dérouleur 18. On notera que les sens de rotation du tambour enrouleur-dérouleur 18 et du moteur 22 sont les mêmes pendant 1'opération d'enroulement.

Lorsque la grue portique 12 est à l'arrêt, le dispositif enrouleur-dérouleur 10 doit aussi fournir un couple de freinage du tambour enrouleur-dérouleur 18 pour maintenir le câble 14 sous tension. On notera que le tambour enrouleur-dérouleur 18 est à l'arrêt, alors que le moteur 22 tourne toujours à sa vitesse nominale.

La Figure 2 représente graphiquement le comportement d'un coupleur à hystérésis magnétique 24, selon l'état de la technique, dans le dispositif enrouleur-dérouleur 10 de la Figure 1. En abscisse est représentée la vitesse de glissement entre l'inducteur et l'induit magnétiques d'un tel coupleur magnétique à hystérésis 24, en ordonnée le couple directement à la sortie du coupleur 24. La vitesse de glissement (V0) correspond au cas où l'arbre de sortie 28 est à l'arrêt tandis que le moteur 22 tourne à sa vitesse nominale. Il s'agit de la situation dans laquelle la grue portique 12 est à l'arrêt. Les vitesses de glissement inférieures à (V0) correspondent à des situations dans lesquelles l'arbre de sortie 28 tourne dans le même sens que le moteur 22. Il s'agit de l'enroulement du câble 14. Les vitesses de glissement supérieures à (vo) correspondent à des situations dans lesquelles l'arbre de sortie 28 tourne dans le sens contraire du moteur 22. Il s'agit du déroulement du câble 14.

La courbe (1', 2 ' ) représente la courbe caractéristique théorique du coupleur à hystérésis magnétique. Le couple transmis entre l'inducteur magnétique et l'induit magnétique est indépendant de la vitesse de glissement entre les deux. En pratique, on constate cependant que le couple transmis entre 1'inducteur et 1'induit magnétiques augmente avec la vitesse de glissement (cf. courbe (1, 2)). Ce phénomène est dû au fait que l'inducteur magnétique en rotation relative par rapport à l'induit magnétique crée naturellement dans le matériau ferromagnétique à hystérésis de 1'induit magnétique des courants de Foucault qui augmentent le couplage entre l'induit et l'inducteur magnétiques. Sur la Figure 2, on voit que le couple CTI, transmis lors de l'enroulement du câble 14, est de loin inférieur au couple CT2, transmis lors du déroulement du câble 14.

Soit CT(MIN) la force de traction minimale à appliquer, au niveau du tambour enrouleur-dérouleur 18, au câble 14 pour le retirer du canal 20, pour le remonter et pour 1'enrouler sur le tambour enrouleur-dérouleur 18. Le couple minimal nécessaire à l'arbre de sortie 28 du coupleur 24 pour produire CT(MIN) vaut alors :

(1) où: D2 est le diamètre extérieur du tambour enrouleur-dérouleur 18 ; n est le rendement du réducteur de vitesse 25 ; r est le rapport de réduction du réducteur de vitesse 25.

La force de traction appliquée au câble 14 au niveau du tambour enrouleur-dérouleur 18 devient maximale lorsque l'opération de déroulement du câble 14 approche de sa fin, c'est-à-dire lorsque la vitesse de glissement entre l'inducteur et l'induit magnétiques est maximale. Exprimée en fonction du couple de freinage CT2 à l'arbre de sortie 28 du coupleur 24, elle vaut :

(2) où : DI est le diamètre intérieur du tambour enrouleur-dérouleur 18 ;

De (1) et (2) on obtient alors :

(3)

Dans cette équation (3), on peut par exemple admettre que

d'où:

(4)

Sans précautions pour éviter les courants de Foucault dans le matériau ferromagnétique à hystérésis on se trouve sur la courbe (l, 2) de la Figure 2. CT2 est environ 100% plus élevé que CTI, c'est-à-dire que CT(MAX) est environ 7,4 fois plus élevé CT(MIN).

En prenant des précautions adéquates pour éviter les courants de Foucault dans le matériau ferromagnétique à hystérésis on sait bien entendu s'approcher de la courbe théorique (1', 2') dans le diagramme de la Figure 2. Mais même dans ce cas, où CTI est sensiblement égal à CT2, CT(MAX) reste encore 3,7 fois supérieur à CT(MIN).

Reste à préciser que du point de vue fonctionnement du dispositif enrouleur-dérouleur 10 il n'y a aucune raison d'appliquer au câble 14 une force de traction supérieure à CT (MIN). Mais lors du dimensionnement mécanique du câble 14, il faut bien entendu tenir compte de CT (MAX) et non de CT (MIN), ce qui conduit à un surdimensionnement mécanique appréciable du câble 14.

Les Figures 4 à 7 représentent schématiquement des détails constructifs d'un premier mode de réalisation d'un coupleur à hystérésis magnétique selon l'invention. Sur la Figure 4 on voit que l'arbre d'entrée 26 et l'arbre de sortie 28 sont supportés de façon coaxiale dans un châssis 50, par exemple par l'intermédiaire des roulements 52 et 54. L'arbre d'entrée 26 est solidaire d'un induit magnétique 56 tandis que l'arbre de sortie 28 est solidaire d'un inducteur magnétique 58.

L'inducteur magnétique 58 comprend plusieurs roues 60, 61, 62, 63 rendues solidaires de l'arbre de sortie 28 de façon à pouvoir transmettre un couple à ce dernier. Chacune de ces roues 60, 61, 62, 63 est munie d'une couronne périphérique 64 (cf. Figure 6) qui supporte radialement des aimants permanents 66. Au lieu d'utiliser un nombre relativement faible d'aimants permanents avec des surfaces polaires importantes (par exemple des aimants AINiCo), il s'est avéré avantageux d'utiliser plutôt un grand nombre de petits aimants permanents à densité magnétique élevée ayant des surfaces polaires réduites (par exemple de l'ordre de 70 mm2). On notera que chaque roue de l'inducteur magnétique 58 peut par exemple comporter plus de cent petits aimants permanents 66. Sur la Figure 7, qui montre une vue en plan de la couronne périphérique 64 d'une roue 60 de l'inducteur magnétique, on voit que les aimants permanents 66 ont par exemple la forme de pastilles cylindriques qui sont simplement introduites dans des alésages borgnes 68 effectués dans la couronne périphérique 64. Dans ces alésages borgnes 68 les aimants permanents 66 sont maintenus en place par attraction magnétique.

La juxtaposition d'un grand nombre d'aimants permanents 66 de faible surface polaire permet - en jouant par exemple sur la polarité des surfaces polaires orientées vers l'extérieur, l'intensité des aimants individuels et leur , agencement sur la couronne périphérique 64 - de finement moduler le champ magnétique créé autour d'une roue 60 de l'inducteur magnétique 58. L'homme de l'art appréciera d'avoir ainsi à sa disposition un moyen facile pour optimiser le champ magnétique.

L'induit magnétique 56 comprend un rotor extérieur 70 qui entoure l'inducteur magnétique 58. Ce rotor extérieur 70 est rendu solidaire d'un côté de l'arbre d'entrée 26 de façon à pouvoir recevoir un couple de ce dernier. Du côté axialement opposé, ce rotor extérieur 70 s'appuie avantageusement à l'aide d'un roulement 72 sur l'arbre de sortie 28. Ce dernier est d'ailleurs avantageusement supporté avec son extrémité libre dans un roulement 74 intégré du côté de l'arbre d'entrée 26 dans le rotor extérieur 70. Des ailettes 76 s'étendent axialement le long de la surface périphérique extérieure du rotor extérieur 70, assurant un refroidissement efficace de ce dernier (cf Figure 5).

Le rotor extérieur 70 sert de support au matériau ferromagnétique à hystérésis. Ce dernier entoure annulairement les couronnes périphériques 64 des roues 60, 61, 62, 63 de l'inducteur magnétique 58 de façon à définir par rapport aux aimants permanents 66 un jeu radial ou entrefer 78 (cf Figure 6). Pour fixer les idées on notera que ce jeu radial 78 mesure par exemple quelques dixièmes d'un millimètre.

Dans le mode d'exécution représenté sur les Figure 4 et 6, à chaque roue de l'inducteur magnétique 60, 61, 62, 63 est associée un anneau séparé 80, 81, 82, 83 en matériau ferromagnétique à hystérésis. Chacun de ces anneaux 80, 81, 82, 83 peut être constitué d'une seule pièce ou être divisé en segments annulaires fixés individuellement, par exemple par collage dans une rainure 84 de la paroi interne du rotor extérieur 70.

Le matériau ferromagnétique à hystérésis utilisé est de préférence un matériau fritté constitué de poudres d'oxydes métalliques isolées électriquement. Le matériau ainsi obtenu présente une résistance électrique isotrope élevée, ce gui prévient efficacement la génération de courants de Foucault dans l'induit magnétique. De plus, ses propriétés magnétiques sont excellentes et sa température d'utilisation est relativement élevée. Pour obtenir un résultat analogue on pourrait cependant aussi utiliser un matériau finement feuilleté dans lequel des feuilles en matériau ferromagnétique à hystérésis sont séparées les unes des autres par un film diélectrique. Le comportement de ce matériau lorsqu'il subit des variations de température dans un champ magnétique sera analysée plus loin.

Une particularité importante du coupleur magnétique proposé réside dans son dimensionnement thermique. Le champ magnétique variable, induit dans le matériau ferromagnétique à hystérésis, produit dans ce dernier un échauffement proportionnel à la fréquence avec laquelle le champ magnétique varie, donc proportionnel à la vitesse de glissement entre l'inducteur magnétique 58 et l'induit magnétique 56. Plus la vitesse de glissement augmente, plus l'énergie calorifique libérée dans le matériau ferromagnétique à hystérésis augmente.

Sur la Figure 9 on a représenté schématiquement l'évolution du couple transmis (CT) en fonction de la température (t) du matériau ferromagnétique à hystérésis. On constate que pour le matériau ferromagnétique utilisé, le couple CT diminue d'abord lentement lorsque la température t augmente (cf. segment A-B de la courbe). C'est dans ce segment A-B que les coupleurs connus travaillent. Dans ce segment une diminution du couple transmis est beaucoup trop faible pour être perceptible en pratique. En effet, elle sera probablement masquée par d'autres phénomènes qui provoquent une augmentation du couple transmis, tel que par exemple des courants de Foucault. Dans un segment B-c de la courbe, il y a cependant une dépendance prononcée entre le couple transmis CT et la température t du matériau ferromagnétique à hystérésis. Au delà du point C la courbe chute vers le point D, qui ne présente rien d'autre que le point de Curie du matériau ferromagnétique à hystérésis, c'est-à-dire la température pour laquelle l'aimantation du matériau soumis au champ magnétique s'annule et pour laquelle le comportement ferromagnétique du matériau fait place à un comportement paramagnétique. A titre d'exemple il sera noté que pour un matériau ferromagnétique utilisé dans un prototype du coupleur on notait une diminution du couple transmis de 50% pour une augmentation de température du matériau ferromagnétique à hystérésis estimée à environ 200°C.

Le dimensionnement thermique du coupleur magnétique à hystérésis proposé est alors réalisé de façon que la température minimale tl et maximale t2 du matériau ferromagnétique à hystérésis définissent sur la courbe CT(t) un segment de travail [P1-P2] situé entièrement dans l'intervalle [B-C] appelé plage de travail. Rappelons que le point PI correspond à la situation dans laquelle la vitesse de glissement entre l'inducteur magnétique 58 et l'induit magnétique 56 est minimale alors que le point P2 correspond à la situation dans laquelle la vitesse de glissement entre l'inducteur magnétique 58 et l'induit magnétique 56 est maximale.

Pour effectuer ce dimensionnement thermique on peut par exemple jouer sur un ou plusieurs des paramètres suivants : les caractéristiques physiques du matériau ferromagnétique à hystérésis (conductivité thermique, point de Curie, densité, ...); l'épaisseur des anneaux 80, 81, 82, 83; le transfert de chaleur entre les anneaux 80, 81, 82, 83 et le rotor extérieur 70 (éventuellement utilisation d'un isolant thermique entre les deux); la conception du rotor extérieur 70 (matériaux, dimensions des ailettes 76, ...); la vitesse d'entraînement du rotor extérieur 70; la dimension radiale de l'entrefer 78; l'intensité du champ produit par les aimants permanents 66; le nombre d'inversions de la polarité du champ magnétique entourant chaque roue 60, 61, 52, 63 de l'inducteur magnétique 58; etc.

En ce qui concerne le choix du matériau ferromagnétique à hystérésis, il convient d'observer que la température Limite d'utilisation de ce matériau doit être supérieure à La température tC qui correspond au point C sur la courbe le la Figure 9.

La Figure 3 représente graphiquement, dans un diagramme semblable à celui de la Figure 2, le comportement d'un coupleur magnétique selon l'invention dans le dispositif enrouleur-dérouleur de la Figure 1. Lorsque la grue portique 12 est à l'arrêt, la vitesse de glissement entre l'inducteur magnétique 58 et l'induit 56 est égale à V0 et le couple de freinage vaut CTO. On se situe au point 0 du diagramme et la température de régime du matériau ferromagnétique à hystérésis est tO. Si le câble 14 est déroulé, la vitesse de glissement augmente de V0 à V2. Le couple de freinage reste, au moins lors des premiers instants, constant car il n'y a pas de courants de Foucault qui sont générés dans le matériau ferromagnétique à hystérésis. Le point de fonctionnement évolue du point 0 vers le point 02. L'augmentation de la vitesse de glissement de V0 à V2 provoque cependant un échauffement du matériau ferromagnétique à hystérésis de la température tO à la température t2; c'est-à-dire dans le diagramme de la Figure 9 un passage du point PO au point P2. Il s'ensuit une diminution de l'aimantation du matériau ferromagnétique à hystérésis, ce qui se traduit naturellement par une diminution du couple de freinage de CTO à CT2, c'est-à-dire qu'on passe, dans le diagramme de la Figure 3, du point 02 vers le point 2. Si les éléments en matériaux ferromagnétique à hystérésis ont une masse relativement faible, comme c'est le cas dans le coupleur des Figures 4 à 7, le passage de leur température de régime tO à la température t2 s'effectue rapidement et ne nécessite guère plus que quelques dizaines de secondes (typiquement 20 secondes).

Si la grue portique 14 est arrêtée, la vitesse de glissement diminue de V2 à V0, c'est-à-dire que le point de fonctionnement passe du point 2 au point 20. En même temps les pertes par hystérésis dans l'induit magnétique diminuent et la température de régime du matériau ferromagnétique à hystérésis descend de t2 vers tO. Il s'ensuit une augmentation de l'aimantation du matériau ferromagnétique à hystérésis et par conséquent une augmentation du couple de freinage de CT2 à CTO. On revient ainsi au point de départ 0 dans le diagramme de la Figure 3.

Si le câble 14 est enroulé, la vitesse de glissement diminue de VO à VI. Le couple d'enroulement développé à la sortie du coupleur magnétique reste, au moins lors des toutes premières secondes, constant car il n'y a pas de courants de Foucault qui sont générés dans le matériau ferromagnétique à hystérésis. Le point de fonctionnement évolue du point O vers le point 01. La diminution de la vitesse de glissement de VO à VI provoque cependant une diminution de l'énergie libérée par effet hystérésis dans le matériau ferromagnétique à hystérésis. Il s'ensuit une diminution rapide de la température de régime de ce dernier de tO à tl, d'où une augmentation rapide de l'aimantation et par conséquent une augmentation du couple développé à la sortie du coupleur magnétique 24 de CTO à CTI. Dans le diagramme de la Figure 3, on passe du point 01 au point 1.

Si la grue portique 14 est arrêtée, la vitesse de glissement augmente de nouveau de VI à VO, c'est-à-dire que . le point de fonctionnement passe du point 1 au point 10. En même temps les pertes par hystérésis dans l'induit magnétique augmentent et la température de régime du matériau ferromagnétique à hystérésis remonte de tl vers tO. Il s'ensuit une diminution de l'aimantation du matériau ferromagnétique à hystérésis et, par conséquent, une diminution du couple développé à la sortie du coupleur 24. On revient ainsi au point de départ 0 dans le diagramme de la Figure 3.

En résumé, le coupleur proposé est caractérisé par un couple de sortie gui diminue d'intensité lorsque la vitesse de glissement entre 11 inducteur et 11 induit magnétiques augmente. En d'autres termes, le couple d'enroulement est toujours plus élevé que le couple de freinage lors du déroulement.

Dans l'équation (4) énoncée plus haut, le rapport CT2/CT1 est maintenant plus petit que l'unité, ce qui réduit naturellement l'écart entre CT(MAX) et CT(MIN). Il en résulte que le câble électrique 14 doit avoir une résistance mécanique moins élevée, lorsqu'on utilise dans le dispositif enrouleur-dérouleur 10 de la Figure 1 un coupleur magnétique à hystérésis selon la présente invention, plutôt qu'un coupleur magnétique à hystérésis selon l'état de la technique.

Vu que dans le coupleur proposé le couple transmis CT diminue lorsque la vitesse de glissement augmente, il s'avère qu'on peut tolérer des vitesses de glissement plus élevées entre 1'inducteur et 1'induit magnétiques. Il en résulte que le réducteur de vitesse 25 peut avoir un rapport de réduction plus faible et/ou que la vitesse de rotation du moteur 22 peut être augmentée.

La Figure 10 présente une variante d'exécution d'un coupleur magnétique selon l'invention. Le montage de l'arbre d'entrée 26 et de l'arbre de sortie 28 sont en principe identiques à la Figure 4 et ne seront plus décrit en détail. L'inducteur magnétique 158 comprend un disque 160 rendu solidaire de l'arbre de sortie 28 de façon à pouvoir transmettre un couple à ce dernier. Ce disque est muni sur ses deux faces opposées d'aimants permanents 166. Il s'agit par exemple d'aimants AINiCo classiques, donc assez volumineux. On pourrait cependant aussi utiliser des petits aimants permanents à densité magnétique plus élevée tels que décrits pour l'exécution de la Figure 4.

L'induit magnétique 156 comprend un rotor extérieur 170 qui entoure 11 inducteur magnétique 158. Ce rotor extérieur 170 est rendu solidaire de l'arbre d'entrée 26 de façon à pouvoir recevoir un couple de ce dernier. Des plaques 180, constituées d'un matériau ferromagnétique à hystérésis gui est choisi tel que décrit plus haut, sont supportées sur chacune des deux extrémités frontales du rotor extérieur 170 de façon à être directement juxtaposées aux deux surfaces du disque 166 qui supportent les aimants permanents 166. Entre les aimants 166 et les plaques 180 leur faisant face subsiste un jeu axial qui garantit une libre rotation des aimants 166 par rapport aux plaques 180. Comme dans le cas de la Figure 4, le dimensionnement thermique du coupleur magnétique proposé est alors réalisé de façon que la température de régime tl des plaques 180, qui correspond à une vitesse de glissement VI minimale, et la température de régime t2, qui correspond à une vitesse de glissement V2 maximale, définissent sur la courbe CT(t) du coupleur (cf. Figure 9) un segment de travail [Pi, P2] situé entièrement dans ladite plage de travail [B-C]. De cette façon le coupleur magnétique de la Figure 10 est lui aussi caractérisé par un couple de sortie qui diminue d'intensité lorsque la vitesse de glissement entre l'inducteur et l'induit magnétiques augmente.

Reste à noter que l'exécution de la Figure 4 a par rapport à l'exécution de la Figure 10 beaucoup d'avantages.

Un premier avantage est que la transmission d'un couple de 1'inducteur magnétique vers 1'induit magnétique à travers l'entrefer radial fait intervenir un bras de levier bien plus important que la transmission d'un couple à travers un entrefer axial, tel que réalisé dans le dispositif de la Figure 10. Il en résulte que pour la transmission d'un même couple on a besoin dans le coupleur le la Figure 4 d'une induction magnétique totale moins “levée que dans le cas de la Figure 10.

Un deuxième avantage est qu'il est possible de concevoir un coupleur à entrefer radial tel que représenté sur la Figure 4 de façon à éviter une réduction graduelle lu couple transmis lors d'un fonctionnement prolongé du coupleur. Cette réduction du couple transmis peut s'expliquer par un échauffement des aimants permanents de l'inducteur magnétique, cet échauffement entraînant une iiminution de l'intensité de leur champ magnétique. L'échauffement des aimants s'explique surtout par un transfert de chaleur par rayonnement et convexion à travers l'entrefer entre le matériau ferromagnétique à hystérésis porté à température moyenne plus élevée et les aimants permanents lui faisant face. Or, dans un coupleur tel que représenté sur la Figure 4 on peut éviter une réduction graduelle du couple transmis résultant de 1'échauffement des aimants permanents 66 en profitant de la dilatation thermique des roues 60, 61, 62, 63 qui accompagne 1'échauffement des aimants permanents 66. Il suffit en effet que les roues 60, 61, 62, 63 de l'inducteur magnétique 58 soient conçus de façon que leur dilatation radiale provoque une diminution de l'entrefer radial 78 qui est suffisante pour compenser la diminution de l'intensité du champ magnétique due à 1'échauffement des aimants permanents 66. Il sera noté que la dilatation radiale nécessaire à cet effet est très faible, car le couple transmis est inversement proportionnel au cube de l'extension radiale de l'entrefer entre les aimants 66 et les anneaux 80, 81, 82, 83. Vue la masse relativement élevée des roues 60, 61, 62, 63 la dilatation thermique de ces dernières n'est cependant pas ou très peu affectée par des variations de température du matériau ferromagnétique à hystérésis lors du passage de la vitesse de glissement minimale VI à la vitesse de glissement maximale V2 et vice-ver sa. De préférence les roues 60, 61, 62, 63 sont réalisées en un matériau très bon conducteur de chaleur et une attention particulière est accordée au transfert de chaleur entre les aimants permanents 66 et la couronne périphérique 64 des roues 60, 61, 62, 63. Ainsi une pâte conductrice de chaleur dans les alésages 68 favorise le couplage thermique entre les aimants et les roues 60, 61, 62, 63.

Un troisième avantage notable est que l’inducteur magnétique composé de plusieurs roues 60, 61, 62, 63 agencées sur l'arbre de sortie 28 offre des facilités appréciables en ce qui concerne le dimensionnement du coupleur. Pour augmenter le couple transmis, il suffit en effet d'ajouter une roue supplémentaire à l'inducteur magnétique 58 et un anneau supplémentaire à 1'induit magnétique 56. Pour réduire le couple transmis, il suffit naturellement d'enlever une roue de l'inducteur magnétique 58. Vu que 1'échauffement du matériau ferromagnétique à hystérésis est fonction de l'intensité du champ magnétique, on peut aussi influencer le comportement thermique du matériau ferromagnétique à hystérésis par un choix convenable du nombre de roues d'inducteurs.

Un quatrième avantage d'un coupleur du genre de celui représenté sur la Figure 4 réside dans le grand nombre de petits aimants 66 par roue d'inducteur 60, 61, 62, 63. En jouant sur la puissance, la polarité et la répartition de ces nombreux petits aimants, il est possible de moduler le champ magnétique produit et de créer par exemple un nombre plus ou moins élevé d'inversions de la polarité du champ magnétique entourant chaque roue 60, 61, 62, 63. De cette façon on peut par exemple positionner avec précision le point de travail PO sur la courbe CT(t) de la Figure 9.

Un cinquième avantage d'un coupleur du genre de celui représenté sur la Figure 4 réside dans la conception de l'induit magnétique sous forme d'anneaux 80, 81, 82, 83 entourant les roues 60, 61, 62, 63 de l'inducteur magnétique 58. Ces anneaux 80, 81, 82, 83 sont en effet caractérisés par une massivité faible et ont par conséquent une inertie thermique faible, ce qui garantie une variation rapide de leur température de régime lorsque l'énergie dissipée par effet hystérésis dans le matériau ferromagnétique varie. Leur refroidissement est idéal, car leur surface de contact avec le rotor extérieur 70 est plus élevée que leur surface orientée vers les aimants 66.

Si on veut éviter une variation dudit diamètre intérieur des anneaux 80, 81, 82, 83 en fonction de leur température, on peut par exemple scinder les anneaux 80, 81, 82, 83 en plusieurs segments séparés entre eux circonférenciellement par des fentes qui permettent la libre dilatation circonférencielle de ces segments d'anneaux. On peut cependant aussi profiter de la dilatation thermique dudit diamètre intérieur des anneaux 80, 81, 82, 83 en fonction de leur température pour provoquer une diminution plus importante du couple transmis lorsque la vitesse de glissement augmente. Dans ce cas les anneaux 80, 81, 82, 83 sont montés dans ledit rotor extérieur de façon à pouvoir subir une dilatation thermique réversible de leur diamètre intérieur, cette dilatation entraînant une augmentation dudit entrefer radial 78. Ce montage des anneaux 80, 81, 82, 83 peut se faire par exemple à l'aide d'une colle élastique.

Reste enfin à noter dans ce contexte que l'entrefer radial peut bien entendu être réalisé plus facilement et avec plus de précision qu'un entrefer axial entre deux disques en rotation. Dans un coupleur avec un entrefer radial entre 1'inducteur et 1'induit magnétiques on peut dès lors travailler avec un entrefer plus petit que dans un coupleur avec un jeu axial entre l'inducteur 58 et l'induit 50 magnétiques. Il s'ensuit que pour transmettre le même couple on a besoin d'un champ magnétique nettement plus faible.

Un avantage supplémentaire d'un coupleur du genre représenté sur la Figure 4 réside dans la conception de refroidissement du rotor extérieur 70. L'énergie calorifique produite dans les anneaux 80, 81, 82, 83 est évacuée par le chemin le plus court possible vers les ailettes longitudinales 76, équipant le rotor extérieur 70. Les roulements 74 et 72 sont très éloignés des endroits les plus chauds du rotor extérieur 70. Dans le coupleur selon la Figure 10 les roulements 174, 172 sont par contre situés à proximité immédiate des plaques 180 en matériau ferromagnétique à hystérésis et sont dès lors exposés à un échauffement bien plus important.

Un septième avantage d'un coupleur du genre représenté sur la Figure 4 réside dans la possibilité de faire varier le recouvrement entre les anneaux 80, 81, 82, 83 de l'induit magnétique 56 et les roues 60, 61, 62, 63 de l'inducteur magnétique 58 et d'ajuster ainsi finement la valeur du couple transmis. A cette fin les roues 60, 61, 62, 63 sont montées à l'intérieur du rotor extérieur de façon à être déplaçables axialement par rapport à ce dernier. La Figure 8 montre une exécution préférentielle d'un coupleur dans lequel le recouvrement entre les anneaux 80, 81, 82, ... de l'induit magnétique 56 et les roues 60, 61, 62, ... de l'inducteur magnétique 58 est ajustable de façon quasi continue entre 0 et 100% de l'extérieur du rotor extérieur 70. Les roues 60, 61, 62, ... forment un bloc inducteur qui est traversé par l'arbre 28 sans être rendu solidaire de ce dernier. Le bloc inducteur est solidaire d'un manchon 90 qui traverse axialement le roulement 72. Il sera noté que ce manchon est vissé sur un segment fileté 92 de l'arbre 28. Par une rotation relative entre le manchon 90 et l'arbre 28, on sait par conséquent déplacer axialement le manchon 90 sur l'arbre 28, ce qui permet de varier le recouvrement entre les roues 60, 61, 62, ... de l'inducteur et les anneaux 80, 81, 82, ... de l'induit. Ensuite il ne reste plus qu'à bloquer le manchon 90 en rotation par rapport à l'arbre 28 à l'extérieur du rotor extérieur 70, par exemple à l'aide d'une goupille de position 94.

Claims (13)

1. Coupleur magnétique à hystérésis comprenant un rotor (70, 170) supportant un matériau ferromagnétique à hystérésis et un inducteur magnétique (58, 158) rotatif qui induit dans le matériau ferromagnétique à hystérésis dudit rotor (70, 170) un champ magnétique, ledit inducteur magnétique (58, 158) et ledit matériau ferromagnétique à hystérésis étant agencés avec un entrefer (78, 178) entre les deux, de façon à permettre une rotation relative de l'un par rapport à l'autre, la vitesse de glissement variant entre une valeur minimale (VI) et maximale (V2), caractérisé en ce que le coupleur est dimensionné de façon qu'une augmentation des pertes dans le matériau ferromagnétique, qui accompagne un passage de la vitesse.de glissement minimale (VI) à la vitesse de glissement maximale (V2), entraîne une augmentation réversible de la température du matériau ferromagnétique à hystérésis, cette augmentation réversible de température du matériau ferromagnétique à hystérésis étant choisie de façon à produire la diminution souhaitée du couple transmis.

2. Coupleur selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit matériau ferromagnétique est un matériau à résistivité électrique élevée.

3. Coupleur selon la revendication 2 caractérisé en ce que ledit matériau ferromagnétique est un matériau fritté qui est constitué sur base de poudres métalliques isolées électriquement.

4. Coupleur selon la revendication 1,2 ou 3 caractérisé en ce que ledit entrefer entre l'inducteur magnétique (58) et le matériau ferromagnétique à hystérésis est un entrefer radial (78).

5. Coupleur selon la revendication 4 caractérisé en ce que ledit inducteur magnétique comprend plusieurs roues (60, 61, 62, 63) assemblées sur un arbre (28), chacune de ces roues supportant sur une couronne périphérique (64) radiale plusieurs aimants permanents (66).

6. Coupleur selon la revendication 5 caractérisé en ce que le matériau ferromagnétique à hystérésis est constitué sous forme d'anneaux (80, 81, 82, 83) séparés axialement, chacun de ces anneaux entourant une desdites roues (60, 61, 62, 63) en définissant un entrefer radial (78) avec cette dernière.

7. Coupleur selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'agencement axial entre une ou plusieurs desdites roues (60, 61, 62, 63) et les anneaux (80, 81, 82, 83) correspondants est ajustable, de sorte à pouvoir varier le recouvrement radial entre roues et anneaux.

8. Coupleur selon la revendication 6 ou 7 caractérisé en ce que le rotor (70) supportant lesdits anneaux (80, 81, 82, 83) comprend des ailettes de refroidissement (76) longitudinales.

9. Coupleur selon l'une quelconque des revendications 5 à 8 caractérisé en ce que chacune desdites roues (60, 61, 62, 63) de l'inducteur supporte un nombre élevé de petits aimants (66) ayant une surface polaire de l'ordre de quelques dizaines de mm2.

10. Coupleur selon l'une quelconque des revendications 5 à 9 caractérisé en ce qu'il est dimensionné de façon qu'un réchauffement, respectivement un refroidissement de ses aimants permanents (66) en régime continu s'accompagnent par un réchauffement, respectivement par un refroidissement parallèles des roues (60, 61, 62, 63) supportant ces aimants permanents (66) , de sorte que les variation de diamètre des roues (60, 61, 62, 63) qui en résultent compensent automatiquement par une réduction, respectivement une augmentation de l'entrefer (78), une diminution, respectivement une augmentation du champ magnétique produit.

11. Coupleur selon l'une quelconque des revendications 6 à 10 caractérisé en ce que lesdits anneaux (80, 81, 82, 83. en matériau ferromagnétique à hystérésis sont divisés en segments annulaires séparés circonférenciellement par des fentes permettant leur libre dilatation thermique sans variation notable de leur diamètre intérieur.

12. Dispositif enrouleur-dérouleur comprenant un moteur d'entraînement et un tambour enrouleur-dérouleur (18), caractérisé par un coupleur magnétique à hystérésis selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dont l'inducteur magnétique est accouplé au tambour enrouleur-dérouleur (18) et le rotor (70) supportant le matériau ferromagnétique à hystérésis est accouplé au moteur d'entraînement.

13. Dispositif enrouleur-dérouleur selon la revendication 12 caractérisé par un réducteur de vitesse connecté entre ledit rotor (70) et ledit tambour enrouleur-dérouleur (18) . 4